Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследования
1.1. Конструктивные особенности машинок для стрижки овец 9
1.2. Условия работы стригальных машинок и их деталей 13
1.3. Методы восстановления и упрочнения изношенных деталей 16
1.4. Прогнозирование ресурса деталей и узлов машин 39
1.5. Цель и задачи исследования 50
Глава 2. Теоретические предпосылки обеспечения надежности стригальных машинок
2.1. Обеспечение равнопрочности деталей при их восстановлении 52
2.2. Прогнозирование ресурса восстановленных деталей 58
2.3. Исследование влияния параметров законов распределения деталей на ресурс изделия 66
2.4. Ресурс деталей и сборочных единиц при зависимых отказах 76
2.5 Обоснования параметров рельефа поверхности, образованной электроискровой наплавкой 86
2.6. Влияние деформаций в восстановленных подшипниковых соединениях на качество их работы 100
Глава 3 Программа и методики экспериментальных исследований
3.1. Программа исследований 108
3.2. Методика микрометражных исследований и обработки экспериментальных данных 109
3.3. Методика выбора оптимальных режимов электроискровой наплавки 112
3.4. Методика исследования микротвердости и микрогеометрического анализа малых модельных образцов 115
3.5. Методика триботехнических испытаний 117
3.6. Методика эксплуатационных испытаний 121
Глава 4. Результаты экспериментальных исследований
4.1 .Результаты микрометражных исследований износов стригальных машинок 127
4.2. Расчетно-экспериментальное определение параметров шероховатости и маслоемкости покрытий, образованных электроискровой обработкой различными электродами 132
4.3. Результаты исследований микротвердости покрытий образованных электроискровой обработкой 135
4.4. Результаты сравнительных триботехнических испытаний сопряжения паз рычага - ролик 137
4.5.Прогнозирование ресурса восстановленных стригальных машинок на основе стендовых испытаний 141
4.6. Результаты эксплуатационных испытаний стригальных машинок с восстановленными соединениями
Глава 5. Разработка технологии восстановления стригальной машинки и оценка ее технико-экономической эффективности
5.1. Разработка технологического процесса восстановления сопряжений стригальной машинки электроискровой наплавкой 143
5.2. Технологический процесс восстановления сопряжения корпус — наружные кольца подшипников 145
5.3. Технико-экономическая эффективность применения предложенных технологий 148
5.3.1. Расчет экономической эффективности технологического процесса восстановления пары трения паз рычага - ролик 148
5.3.2. Расчет экономической эффективности восстановления подшипникового узла 151
Общие выводы 155
Список источников 157
Приложения 167
- Методы восстановления и упрочнения изношенных деталей
- Обоснования параметров рельефа поверхности, образованной электроискровой наплавкой
- Результаты сравнительных триботехнических испытаний сопряжения паз рычага - ролик
- Технологический процесс восстановления сопряжения корпус — наружные кольца подшипников
Введение к работе
Традиционно овцеводство является одной из главных отраслей сельского хозяйства. Одним из важнейших путей его развития является увеличение производства натуральной шерсти и полу шерстных меховых овчин, а также получения мяса. Решение этой задачи возможно за счет совершенствования кормовой базы, изучения конъюнктуры рынка, улучшения состояния животных и дальнейшего совершенствования механизации овцеводства.
Наиболее трудоемким техническим процессом в овцеводстве является стрижка овец. В настоящее время проведение стрижки овец, как за рубежом, так и в России в основном осуществляется электромеханическими стригальными машинками. Различаются они по типам и размерам режущих пар, кинематикой и структурой привода. Анализ кинематических схем различных типов машинок показывает, что принципиально все они однотипны. Изменения конструкций направлены на улучшения удобства их использования стригалями.
Надежность стригальных машинок в эксплуатации в основном определяется износостойкостью пары трения: нож - гребенка, паз рычага - ролик, центр вращения - подпятник центра, стержень упорный - подпятник стержня, а также неподвижной посадкой: корпус - наружные кольца подшипников.
Изучение условий работы стригальных машинок показывает, что характер износа деталей обуславливается взаимодействием их с минеральной массой, с органической массой, а также с сопряженными металлическими поверхностями.
Фактическая наработка на отказ в сопряжении стригальных машинок не превышает 8-10 часов, а предельный ресурс не более 160 часов чистой работы, что составляет менее двух сезонов стрижки. Показатели долговечности режущих пар и отдельных деталей еще меньше. Нормативный показатель - пятилетний срок службы стригальных машинок - не обеспечен.
Для повышения долговечности восстановленных деталей применяются хромирование, железнение, лазерная наплавка, детонационное напыление и плазменные покрытия и др. Наряду с восстановлением размеров деталей необходимо произвести упрочнение их поверхностного слоя. Это может быть достигнуто путем поверхностного упрочнения: пластического, термопластического, химико-термического и т.п. Наряду с подвижными посадками у стригальных машинок изнашивается и неподвижное соединение, а именно износ сопряжения корпус — наружные кольца подшипников вала эксцентрика. Наиболее распространенным способом восстановления отверстий под подшипники качения, применяемым в настоящее время на предприятиях, является расточка и последующая запрессовка втулок в корпус.
Однако рассмотренные методы имеют большие недостатки, т.к. требуют применения специального дорогостоящего оборудования и очистных сооружений, что отсутствует в рядовых хозяйствах.
Поэтому в работе предлагаются процессы восстановления трущихся пар стригальных машинок с помощью электроискровой обработки, а также восстановления неподвижных посадок анаэробной металлополимерной композицией. Все эти процессы являются ресурсосберегающими и имеют не большую трудоемкость и себестоимость.
Работа выполнена в соответствии с договором №12 от 21. Ї 2.01 г. между Мордовским государственным университетом им. Н.П. Огарева и Калмыцким государственным университетом. Тема исследования включена в план НИР Министерства сельского хозяйства и социального развития села РК и Калмыцкого госуниверситета.
Цель исследования - разработка научных и технических основ восстановления и упрочнения соединений стригальных машинок на основе применения электроискровой наплавки (ЭИН) и металлополимерных композиций.
Объект исследования — изношенные и восстановленные сопряжения стригальных машинок МСУ-200.
Методика исследований. В качестве основных методик применялись: методика системных исследований, методики математического моделирования и математической статистики, микрометрирования, регрессионного анализа, триботехники, эксплутационных испытаний. Научная новизна работы:
-определены параметры распределения износов сопряжений стригальных машинок;
-обоснованы критерии равнопрочности пар трения на основе единой модели оценки износа, а также многоцикловой и фрикционной усталости, по медианному ресурсу на основе зависимости Аррениуса - Журкова.
-уточнена методика прогнозирования долговечности изделий с учетом зависимости их отказов;
-обоснованы параметры шероховатости и маслоемкости покрытий, образованных электроискровой обработкой;
определены триботехнические характеристики соединений «паз рычага - ролик»;
получена оценка долговечности стригальных машинок с восстановленными и упрочненными подвижными и неподвижными соединениями.
Практическая ценность работы заключается в разработке и внедрении комбинированного технологического процесса восстановления стригальных машинок на основе применения ЭИН и аэробной металл ополимер-ной композиции.
Реализация работы. Результаты исследований внедрены в хозяйствах республики Калмыкии: в СПК «Степной» Сарпинского района, в СПК «Первомайский» Черноземельского района и в ФГУГТГТР «Улан-Хееч» Яш-кульского района, а также используются в учебном процессе на кафедре «Механизация сельскохозяйственного производства, эксплуатация и ремонт
машин» Калмыцкого государственного университета. На защиту выносятся:
критерии равнопрочности пар трения на основе единой модели пригодной для оценки износа, а также многоцикловой и фрикционной усталости, по медианному ресурсу на основе зависимости Аррениуса — Журкова;
методика прогнозирования долговечности изделий с учетом зависимости их отказов;
результаты экспериментальных исследований по повышению долговечности пар сопряжений стригальных машинок;
- результаты эксплуатационных испытаний, внедрения и технико-
экономической оценки разработанной технологии.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы были доложены на межвузовской конференции «Повышение ресурса надежности и эффективности сельскохозяйственной техники» (г. Элиста, 1996 г.); на ежегодных научных конференциях «Южгипрозем» (г. Элиста, 1998, 1999, 2000, 2001 г.г.); на Огаревских чтениях Мордовского госуниверситета (г. Саранск, 2002, 2003 г.г.); на расширенном заседании кафедр: технического сервиса машин, основ конструирования механизмов и машин, механизации переработки сельскохозяйственной продукции ИМЭ МГУ им. Н. П. Огарева (г. Саранск, 2003 г.)..
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 13 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 166 странице машинописного текста, включает 62 рисунка, 114 источников литературы, 39 таблиц и приложения.
Методы восстановления и упрочнения изношенных деталей
Наибольшее распространение при восстановлении деталей получили следующие методы: электрохимические (хромирование и железнение), лазерная наплавка, детонационное и напыление [7,10,14,15,45,46].
Электрохимические методы занимают особое место в комплексе технологических процессов восстановления изношенных деталей машин бла годаря их высоким технико-экономическим показателям, таким как: отсутст вие температурного воздействия на детали, которое сопряжено со структур ным изменением; возможность получения покрытий необходимой толщины при сохранении качественных параметров покрытия; возможность целена правленного изменения свойств с преимущественным развитием одного из них (износостойкости, антифрикционности, коррозийной стойкости). Хромирование. Для получения износостойких покрытий применяется электролитическое хромирование. Твердость хромовых покрытий колеблется в широких пределах от 6000 до 13000 МПа и зависит от состава электролита и режимов электролиза. В процессе хромирования используются электролиты: сульфатные, тетрахромные, сульфатнокремнефторидные. Наиболее перспективными являются холодные электролиты. Самыми распространёнными среди них являются тетрахромные растворы. Холодные электролиты отличаются более высокой производительностью, большим выходом по току. Процесс в них идёт при температурах 17...23С. Однако для обеспечения низкотемпературного режима требуются мощные холодильники, что является их существенным недостатком [10]. Усталостная прочность хромированной стали, снижается до 30%. Причем снижение у различных марок сталей происходит по-разному, но особенно значительно это снижение у конструкционных сталей повышенной прочности. Величина снижения колеблется в пределах 210...550 МПа. При наличии на деталях каких-либо концентраторов напряжения снижение усталостной прочности после хромирования может быть еще больше [10,76]. При толщине слоя хрома более 0,3 мм сцепление хрома с основным металлом детали значительно хуже, чем при нанесении более тонких слоев. Процесс хромирования протекает медленно: за один час откладывается слой толщиной 0,015-0,17 мм [46]. Слой хрома, вследствие его высокой твердости, механически трудно обрабатывать. Ко всему этому необходимо добавить еще и то, что хромирование как метод восстановления изношенных поверхностей является сравнительно дорогостоящим из-за большего расхода электроэнергии, времени и дефицитности электролита [46]. Железнеиие. Широкое распространение при восстановлении получило гальваническое железнеиие. Оно отличается большей скоростью осаждения покрытия (0,72...1 мкм/с), возможностью получения покрытий до 5 мм, не токсичностью процесса и высоким выходом по току 80...95%. Для железнения используются сульфатные, хлоридные, борфтористоводородные и смешанные электролиты. Осаждения проводят как в горячих, так и холодных электролитах. Наиболее широкое распространение получили хлористые электролиты. Для повышения твердости покрытия до 500CL.6000 МПА используют специальные добавки (аскорбиновую кислоту, хлорид калия и др.). Процесс железнения, несмотря на отмеченные выше положительные стороны, имеет существенные недостатки. Это многостадийность процесса, необходимость тщательной подготовки подложки перед железнением, обра-зование дендритов на кромках деталей, низкая коррозионная стойкость, са-мое же главное - невысокая твердость покрытия 5000.,.6000 МПа. Сцепление металла с нанесенным слоем значительно ниже, чем при хромировании. Общим недостатком всех электрохимических методов является то, что они требуют дорогостоящих очистных сооружений, которые невозможно иметь в условиях мелкого ремонтного производства. Лазерная наплавка. Применение лазера позволяет получить покрытия с высокой твердостью и абразивной стойкостью, высокой прочностью г) сцепления [7,11]. Для образования покрытий, компенсирующих износ, перед лазерной обработкой на поверхности деталей наносится наплавляемый материал, который может быть в виде порошков, ленты, проволоки и т.д. Луч лазера, проходя по подготовленной поверхности, расплавляет присадочный материал и образует слой заданного состава с заданными свойствами. С целью уменьшения термического влияния обычно выбирают в качестве присадочного материала сплавы на основе никеля, так как они имеют температуру плавления по величине ниже, чем стали, к тому же никелевые сплавы отличаются высокой стойкостью к износу, коррозии и прочностью. Однако они сравнительно дороги [25, 26]. При лазерной наплавке толщина покрытий, обеспечивающая хорошее качество составляет 0,1...1,0 мм. Твердость покрытий 8000-12000 МПа. Наплавляемый слой обладает высокой степенью однородности. К числу дефектов в наплавленном слое относят наличие трещин. В поверхностном слое образуются растягивающие напряжения небольшой величины 100-800 МПа. Однако процесс лазерного упрочнения и восстановления требует больших затрат электроэнергии, дорогостоящего оборудования и высокой квалификации специалистов [8,9,11]. Детонационное напыление позволяет получить покрытия с более высокой прочностью сцепления, чем другие виды металлизации. Прочность сцепления плазменной металлизации 10-30 МПа, в то время как при детонационном напылении 50-160 МПа [19]. При этом достигается большая плотность и большая однородность нанесенного слоя, что обеспечивает высокую твердость восстановленной поверхности. Но из-за сложности оборудования и необходимости использования высококвалифицированных специалистов этот метод не нашел широкого применения.
Плазменные покрытия обладают высокой стойкостью к изнашиванию. Плазменным напылением можно восстанавливать практически любые детали из любых материалов, в том числе сложной формы с одновременным упрочнением. Небольшое термическое влияние исключает коробление, относительно невысокая пористость покрытий делает этот метод перспективным для восстановления изношенных деталей. Недостатками метода являются шелушение и отслаивание покрытий из-за низкой адгезии покрытий с основой, большие потери напыляемого материала при восстановлении деталей малых размеров.
Наряду с восстановлением размеров деталей необходимо упрочнение их поверхностного слоя. Это может быть достигнуто путем поверхностного упрочнения; пластического, термопластического, химико-термического и т.п. На рисунке 1.3 представлена классификация способов поверхностного упрочнения деталей машин в соответствии с возможными механизмами изменения структуры поверхностного слоя.
Обоснования параметров рельефа поверхности, образованной электроискровой наплавкой
При смещении точки приложения последующего импульса относительно предыдущего на величину, меньшую диаметра лунки, образующиеся лунки будут перекрывать друг друга. Таким образом, происходит сглаживание зубчатого профиля.
Скорость перемещения анода относительно катода должна быть такой, чтобы электрод успел за - 0,01с (промежуток между двумя импульсами) переместиться не более чем на 1А диаметра лунки. В этом случае происходит необходимое перемещение расплавленных и размягчённых зон материала электрода и детали, их взаимное проникновение друг в друга, а также уменьшение шероховатости поверхности.
При электроискровой обработке процесс нанесения покрытий может происходить либо в режиме пробоя межэлектродного пространства, либо при коротком замыкании поверхностей электрода и восстанавливаемой детали. Наиболее полно модель процесса изложена в работах основоположников данного метода [23,52,74].
Сущность модели нанесения покрытий в режиме пробоя заключается в том, что при сближении электродов напряжённость электрического поля увеличивается. При некотором расстоянии между электродами она будет достаточна для возникновения искрового электрического разряда.
Через возникающий канал сквозной проводимости пучок электронов фокусировано ударяется о твёрдую металлическую поверхность анода. Энергия движения остановленных электронов выделяется в поверхностных слоях анода. В связи с тем, что в данный момент система быстро освобождает накопленную энергию, плотность тока значительно превосходит критические значения. В результате этого от анода отделяется капля расплавленного металла, которая движется к катоду. Летящая капля расплавленного металла нагревается до высокой температуры, закипает и как бы взрывается. Цепь тока прерывается, сжимающие усилия электромагнитного поля исчезают и поэтому образовавшиеся частицы летят широким фронтом. Так как перегретая капля и частицы находятся в соприкосновении с воздушной средой, то по составу и свойствам они могут отличаться от исходного материала анода. Расплавленные частицы, достигнув катода, свариваются с ним и частично внедряются в его поверхность. Так как вслед за частицами движется электрод, то через раскалённые частицы, расположенные на катоде, проходит второй импульс тока, сопровождающийся механическим ударом движущейся массы анода.
Расплавленные частицы свариваются между собой, происходит прогрев тонкого слоя поверхности катода. Механический удар по раскалённой массе проковывает полученное покрытие, чем значительно увеличивает его однородность и плотность. Далее анод движется вверх, а на поверхности катода остаётся прочно соединённый с ним слой материала анода. Все эти процессы протекают в отрезке времени, составляющем доли секунды. При этом не происходит разогревания всей массы катода, тем более отжига его поверхности.
При нанесении покрытий в режиме короткого замыкания имеет место так называемый мостиковый перенос материала. Во время контакта поверхностей электрода и детали начинается разряд накопительных батарей установки, в зоне контакта выделяется большое количество тепла.
При плотности тока в контактной области выше некоторого критического значения в результате действия тепла по закону Джоуля — Ленца возникает взрывообразное испарение контактных площадок. После взрыва контактных областей и образования зазора между электродом и деталью, в короткий промежуток времени, зависящий от скорости коммутации электрической цепи, мощности разряда и теплофизических свойств вещества, начинает действовать поверхностный источник тепла. Так как действительный контакт поверхностей электрода и детали происходит лишь на отдельных выступах микронеровностей (так называемых пятнах контакта), то через одно или несколько пятен проходит весь ток. Металл в этой зоне расплавляется, и при начале удаления электрода с поверхности детали в этих зонах возникают так называемые расплавленные металлические мостики. Размеры мостиков могут достигать 2 мм. Установлено, что устойчивость мостика зависит от многих факторов, в том числе от механических, теплофизических характеристик материала.
Накопленный опыт применения ЭИО показывает, что этот метод может широко применяться для восстановления деталей с небольшими износа-ми. Преимуществом его также является простота и дешевизна конструкции, энергоресурсосбережение. Таким образом, он выбирается нами для дальнейших исследований.
Прогнозирование в настоящее время получило широкое распространение почти во всех отраслях науки и техники. Оно является необходимым условием эффективного управления производством, поскольку расчет любых показателей, описывающих поведение объекта в будущем, несет в себе элементы прогнозирования. В настоящее время достаточно хорошо разработана общая теория прогнозирования. Однако, в связи с рядом трудностей, а именно, неполнотой данных, сложностью процессов и т.п., практически рассматриваются лишь некоторые сравнительно простые случайные процессы, например, стационарные, марковские и т.д.
Результаты сравнительных триботехнических испытаний сопряжения паз рычага - ролик
Обеспечение равнопрочности изделий является фундаментальной проблемой в повышении надежности машин. Наиболее подробно вопросы равнопрочности машин и их деталей рассмотрены в работах [70,71,72].
Профессор Р.В. Кугель справедливо отмечает [72], что можно было бы не оспаривать правомерности традиционной трактовки понятия равно-прочность, если бы она не дезориентировала как конструкторов, так и потребителей, не порождала беспочвенных иллюзий и необоснованных требований. Иллюстрацией может служить часть выдвигающихся в печати предложений об упорядочении конструирования машин путем разделения всех деталей машин на несколько групп с одинаковыми ресурсами деталей в каждой группе. При заранее запланированных ремонтах все детали очередной группы заменяют одновременно. Благодаря применению «равноизносных» «кратноизносных» деталей вместо существующего хаоса в ремонте наступает желанный «порядок». К большому сожалению, эти предположения, как и многие аналогичные другие, не имеют практического смысла, так как в действительности все узлы и детали имеют разброс ресурса и долговечности по самым разнообразным и многочисленным причинам.
В работе [65] предложен «коэффициент равнопрочности машины», определяемый отношением суммарной стоимости машины к стоимости конструктивных элементов, изнашиваемых за срок службы до списания. Для каждого элемента машины в этой же работе предусмотрены «частные коэффициенты равнопрочности». Предложенные коэффициенты предназначены для оценки равнопрочности машины за весь срок ее службы, что офаничивает область их применения, причем более или менее точные вычисления величины коэффициентов возможно лишь после ряда лет эксплуатации машин данной модели. Что касается «общих коэффициентов равнопрочности» и «коэффициента долговечности», то их использование не решает задачи оценки равнопрочности изделия, так как они не дают представления о доле затрат на отдельные элементы в сумме затрат на машину, а стоимость деталей не может служить единственной характеристикой значения и последствий отказа для потребителя. Кроме того, судить о равнопрочности невозможно без сравнительной оценки средств различных элементов конструкции. Все это в полной мере относится и к восстановлению изношенных деталей.
Заслуживают внимания излагаемые автором [70] основные причины неравнопрочности: - рассеивание ресурсов деталей, узлов и агрегатов; - разнообразие функций, выполняемых деталями машин и значительные различия в условиях их эксплуатации; - неодинаковое влияние условий эксплуатации на различные элементы машин; - технико-экономические ограничения. Из четырех перечисленных причин неравнопрочности профессор Р.В. Кугель основной и практически непреодолимой считает первую, а три остальные — весьма серьезными дополнительными препятствиями. При рассмотрении проблемы равнопрочности деталей машин следует учитывать [53]. 1. Дискретность процесса разрушения, являющаяся общей чертой всех физических, химических, биологических и других процессов и проявляющаяся в виде процессов скачкообразно протекающих во времени. 2. Кинематика любого физического процесса состоит из инкубационного периода, стадии стабильного протекания процесса, ускоренного развития, нестабильного (самопроизвольного) процесса. 3. Общность кинетических особенностей различных процессов ста рения, подтверждаемая универсальной зависимостью скорости процесса от температуры, установленной С.А.Аррениусом: где А, - скорость процесса; А - постоянная; Е - энергия активации; R -газовая постоянная; Т - абсолютная температура. Это соотношение явилось основной для описания многих процессов, протекающих в металлах и сплавах при изменении температуры или температури о-си ловом воздействии, а именно, при создании кинетической теории прочности твердых тел. Профессор B.C. Иванова предложила новый подход к оценке циклической прочности материалов на основе рассмотрения разрушения как дискретного процесса, положив в основу описания всех диффузных процессов зависимость, установленную С.А. Аррениусом [53]. 4. Интенсификация рабочих режимов и тяжелые эксплуатационные условия создают предпосылки для особенно быстрого выхода из строя отдельных деталей и даже узлов; в зависимости от условий эксплуатации в машинах встречаются детали, долговечность которых измеряется очень малыми интервалами времени. 5. В процессе эксплуатации поверхностный слой детали подвергается наиболее сильному механическому, тепловому, химическому и некоторым другим видам воздействия; утрата деталью работоспособности в большинстве случаев происходит с поверхности в результате изнашивания, эрозии, коррозии, термопластических эффектов и т.п. [13,20,32,56,67,68]. 6. Качественное сходство и количественное соответствие основных процессов старения (прочности, коррозии и износа), имеющих усталостную природу и температурно-временную зависимость (2.1), обусловлено возникновением и развитием микротрещин из-за разрыва межатомных связей за счет тепловых флуктуации и направленной диффузии вакансий к трещинам [57]. Основное направление решения проблемы равнопрочности - сочетание статических, вероятностных методов анализа с глубоким изучением физико-химических процессов, сопровождающих разрушение, что открывает новые возможности для научно-обоснованного выбора наиболее эффективных путей повышения ресурса деталей при их восстановлении. Наиболее обоснованным, на наш взгляд является следующее понятие равнопрочности: равнопрочность - это свойство изделия, заключающееся в том, что на протяжении заданной наработки медианные ресурсы Тзо его составных элементов равны или кратны друг другу, а их гамма — процентные ресурсы RY подчиняются одному закону распределения и при отсутствии значимых отличий в параметрах этого закона; в противном случае изделия считаются неравнопрочным [49,50]. Равнопрочными считаются: а) деталь, имеющая несколько рабочих элементов, каждый их которых обладает свойством равнопрочности; б) комплект одноименных деталей одинакового назначения, если каждая из них обладает свойством равнопрочности; в) узел, если входящие в нее детали обладают свойством равнопрочно сти; г) машина, если входящие в нее узлы, агрегаты или системы обладают свойствами равнопрочности. При разработке технологических процессов восстановления деталей мы имеем дело с готовым изделием, детали которого обладают определенными ресурсами. Однако, по каждому типовому сопряжению имеются десятки различных способов восстановления, различающиеся по долговечности и стоимости их осуществления. Это обстоятельство открывает возможности после ремонта обеспечить более высокий уровень равнопрочности чем тот, которым обладает новое изделие. Для чего необходимо рассматривать техно-логически возможные способы восстановления не только с точки зрения ресурсных и стоимостных характеристик, но и с позиции равнопрочности.
Технологический процесс восстановления сопряжения корпус — наружные кольца подшипников
Эксплуатационные испытания проводились с целью выявления эффективности разработанных технологических процессов восстановления сопряжений: паз рычага - ролик электроискровой наплавкой; посадочное место под подшипники - наружные кольца подшипников нанесениями аэробными металлополимерными композициями.
В соответствии с п.3.7. на испытания было поставлено 60 восстановленных стригальных машинок и 9 новых, испытания проводились в ведущих овцеводческих хозяйствах Республики Калмыкии. Результаты подтверждаются актами проведения этих испытаний.
Статистическая обработка опытной партии машинок в соответствии с методикой изложенной в п.3.7. показала, что средняя наработка до отказа составила 362 часов, нижняя доверительная граница 322 часов, и верхняя доверительная граница 392 часов. Это на 95% выше чем серийных стригальных машинок.
Результаты эксплуатационных испытании по среднему ресурсу на 50 часов ниже, чем полученными прогнозированием. Это объясняется тем, что при прогнозировании не учитывались отказы электрооборудования и нарушения правил эксплуатации стригалями. Технологические процессы проектируются в соответствии с требованиями стандартов ЕСКД и ЕСТД, а также с учётом дополнений, разъяснений и ограничений, изложенных в руководящих технических материалах и отраслевых стандартах. При проектировании технологических процессов ремонта изделия разрабатывают соответствующую документацию: маршрутные карты (МК), карты эскизов (КЭ), операционные карты (ОК), карты технологических процессов (КТП), карты типовых технологических процессов (КТТП) и ведомости оснастки (ВО). Исходными данными для проектирования технологического процесса восстановления стригальной машинки являются сведения о дефектах и предполагаемой программе восстановления деталей. Выполненные в работе микрометражные исследования показали, что основным дефектом стригальной машинки является износ спряжения паз ры-чага-ролик. Коэффициент повторяемости дефекта равен 1,0. Ожидаемая программа восстановления для стригальной компании ведущих овцеводческих хозяйств Республики Калмыкии составила - 300 штук. При разработке технологического процесса должны учитываться возможности ремонтных предприятий и их техническое оснащение. Экспериментальные исследования показали, что наиболее оптимальным способом восстановления является электроискровая наплавка. Это подтверждается также методикой выбора оптимального способа восстановления и результатами эксплуатационных испытаний. При использовании настоящего технологического процесса допускается замена в нем оборудования и оснастки другими оборудованием и оснасткой, обеспечивающими заданные параметры обработки и измерения элементов (поверхностей). На первом этапе необходимо промыть детали в растворе моющего средства "Лабомид-315" или МС-15 ТУ 38-10738-73 концентрацией 20г/л., температура раствора 70-75С. Далее дефектовать деталь согласно техническим требованиям на капитальный ремонт ТК 70.0001.018-81 [104]. Нанести на паз рычага слой толщиной не менее ОД 20 мм. на сторону электродом твердым сплавом ВК 6 ОМ ГОСТ 18879-73 0 5 мм. Энергетический режим установки: -5, J=38 A, V=96 В, частота вибрации электрода f=250 Гц. И время обработки 7 мин/см2. Притереть паз рычага притиром, выдерживая размер Е (технологический) и зазор в сопряжении 12,3±4 мкм., пвр= 150-200 об/мин., удельное дав-ление - 0,8 кгс/см . Протереть паз рычага тряпкой, увлажнённой керосином. Контролировать сопряжение по размеру паза индикаторным нутромером. Основные рекомендации к технологии восстановления пары сводятся к следующему: - рационально ремонт деталей стригальной машинки производить не обезличенным методом, то есть не раскомплектовывая элементы; - рабочим материалом электрода для электроискрового восстановления и упрочнения, по результатам экспериментальных исследований и опытного восстановления в лабораторных условиях, выбран твердым сплавом ВК — 6 ОМ, Технологические режимы ЭИН - энергетический режим установки - 5 (1=3.8 A,V= 96 В, W„ = 1.66 Дж.); - в качестве последующей механической обработки применяется притир, для снятия остаточных напряжений возникающих в процессе наплавки. Технологический процесс восстановления сопряжений стригальной машинки методом электроискровой наплавки по подефектной технологии разработанный в данной диссертационной работе, представлен в комплекте технологических документов (см. Приложение).
